專(zhuān)利名稱(chēng)：封閉式分體自然循環(huán)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種封閉式分體自然循環(huán)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，具體來(lái) 講，這里的分體指的是換熱系統(tǒng)和水箱是隔離的兩個(gè)系統(tǒng)，自然循環(huán)則指 換熱介質(zhì)依靠熱脹冷縮形成的密度差產(chǎn)生的熱虹吸力而形成的循環(huán)方式。
(二)
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能集熱技術(shù)領(lǐng)域中，換熱方式從原來(lái)的依靠泵閥使換熱介質(zhì)循 環(huán)，逐漸過(guò)渡到現(xiàn)在的自然循環(huán)分體式，后者依靠循環(huán)介質(zhì)的密度差產(chǎn)生 的熱虹吸力進(jìn)行循環(huán)，將太陽(yáng)能集熱器吸收到的太陽(yáng)能通過(guò)熱交換轉(zhuǎn)移到 水箱中。
目前來(lái)看，自然循環(huán)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)中主要有以下幾種換熱方式，其 中最原始的一種是水箱內(nèi)不設(shè)專(zhuān)門(mén)的換熱裝置，水箱里的水就是換熱介質(zhì)， 通過(guò)其自身的循環(huán)，來(lái)達(dá)到將集熱器富集的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)移到水箱內(nèi)的目的。
不過(guò)由于水都有一定的硬度，且冰點(diǎn)溫度高，4攝氏度以下有受冷膨脹的 特點(diǎn)，很容易造成其熱循環(huán)系統(tǒng)積垢，造成集熱效果大大下降；同時(shí)，在 循環(huán)系統(tǒng)中集熱器部位的水分可能會(huì)因?yàn)橐归g溫度過(guò)低而結(jié)冰，體積膨脹， 而集熱管卻是受冷收縮，最終造成我們常說(shuō)的集熱管凍壞的問(wèn)題。
因此針對(duì)上述直接換熱的缺陷，現(xiàn)在的自然循環(huán)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)主要 采用間接換熱的方式，也就是通過(guò)一內(nèi)通換熱介質(zhì)的換熱裝置實(shí)現(xiàn)將集熱 器富集的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)移至水箱內(nèi)。不過(guò)目前換熱裝置中，位于水箱內(nèi)的部分 都是換熱盤(pán)管或者具有規(guī)則幾何外形的內(nèi)膽，換熱面積比較小，進(jìn)而造成 換熱效果不佳的缺陷。且由于考慮到換熱介質(zhì)受熱膨脹或者蒸發(fā)，上述換 熱盤(pán)管或者內(nèi)膽都是開(kāi)放性的結(jié)構(gòu)，以便于將壓力時(shí)放出去。這樣做不免 會(huì)是換熱介質(zhì)的損耗，同時(shí)也會(huì)造成其攜帶的熱量損失，造成換熱效率下 降。
此外，上述間接換熱裝置還存在以下問(wèn)題，首先是循環(huán)介質(zhì)受熱膨脹 噴濺或外溢，很容易弄臟室內(nèi)墻壁和水箱外表面；對(duì)于換熱介質(zhì)的損耗， 還會(huì)造成日后維護(hù)方面的諸多問(wèn)題，首先是需要補(bǔ)加換熱介質(zhì)，生產(chǎn)廠家 不得不在2-3年給用戶(hù)充裝或更換一次循環(huán)介質(zhì)。若生產(chǎn)廠家向用戶(hù)承諾 產(chǎn)品使用15年，則其壽命期間要更換5-7次，若更換循環(huán)介質(zhì)按5次，每次更換介質(zhì)按9.5升，價(jià)格按10元/升計(jì)算，則需要約475元的維護(hù)費(fèi)才 能維持正常使用，還不算人工費(fèi)。這樣長(zhǎng)期看來(lái)企業(yè)是虧本的，同時(shí)給消 費(fèi)者帶來(lái)很多不便。
發(fā)明內(nèi)容
因此，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型意在提供一種分體自然 循環(huán)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，其換熱循環(huán)系統(tǒng)是封閉的，不會(huì)造成換熱介質(zhì)的損 耗和因此帶來(lái)的熱量散失和后期的高維護(hù)率。
為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下-
在其水箱內(nèi)設(shè)置有用于熱交換的內(nèi)膽，其通過(guò)進(jìn)液管和出液管與集熱 器相連，所述內(nèi)膽與所述集熱器構(gòu)成封閉的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，其中內(nèi)膽設(shè)置有 壓力調(diào)整裝置，且其灌注循環(huán)介質(zhì)時(shí)，留出至少1/5的空間；所述集熱器 采用承壓式集熱器。
上述封閉式分體自然循環(huán)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，所述壓力調(diào)整裝置為在所 說(shuō)的內(nèi)膽上部設(shè)置一突出所述水箱的注液排氣管口，在該注液排氣管口上 設(shè)置有一壓力調(diào)節(jié)卸荷閥。
對(duì)于所說(shuō)的壓力調(diào)節(jié)卸荷閥在內(nèi)膽內(nèi)壓力達(dá)到0.3Mpa時(shí)卸壓，該壓 力調(diào)節(jié)卸荷閥亦可以根據(jù)承壓集熱器的承壓級(jí)別來(lái)設(shè)定卸壓值。
所說(shuō)的壓力調(diào)整裝置也可以采用設(shè)置于所述內(nèi)膽上部、且與其連通的 容積隨壓力變化的腔體。對(duì)于該腔體優(yōu)選橡膠腔體。
上述封閉式分體自然循環(huán)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，所述內(nèi)膽表面設(shè)置有用于 散熱的散熱片，或者內(nèi)膽結(jié)構(gòu)為微波管狀結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選地，所說(shuō)的內(nèi)膽為多個(gè)底部連通的、內(nèi)部為腔體的片狀體。
對(duì)于上述進(jìn)液管和出液管優(yōu)選采用銅鋁復(fù)合管。
所述水箱內(nèi)進(jìn)一步的包括電加熱裝置。
根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案，出發(fā)點(diǎn)在于提高自然循環(huán)分體式熱水系 統(tǒng)的技術(shù)性能，減少系統(tǒng)安裝后的維護(hù)成本。目前承壓式集熱器越來(lái)越成 為主流，其應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣。根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案變現(xiàn)有換熱 系統(tǒng)的非承壓模式為承壓模式，也就是所述內(nèi)膽與所述集熱器構(gòu)成封閉的 內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，從而，可以避免換熱介質(zhì)的損耗和相應(yīng)的熱量損耗，使得其 后期維護(hù)成本大大降低，也相應(yīng)減少了可能因換熱介質(zhì)噴濺出來(lái)造成的污 染；另一方面，由于減少了熱量損失，必然會(huì)使得系統(tǒng)的換熱效率提高。 此外，考慮到夏天換熱介質(zhì)會(huì)非常熱，承壓式集熱器的承壓能力也是有限的，為了防止可能的炸管現(xiàn)象，在所說(shuō)的內(nèi)膽在灌注換熱介質(zhì)時(shí)，留出一 定的空間，起到膨脹管的作用，防止換熱系統(tǒng)壓力過(guò)大。進(jìn)一步地，內(nèi)膽 還設(shè)置有壓力調(diào)節(jié)裝置，對(duì)于此裝置，目前可選擇的方式很多，比如設(shè)置 在注液排氣口設(shè)置卸壓閥，這種方式因?yàn)楸鞠到y(tǒng)在內(nèi)膽內(nèi)沒(méi)有完全充填換 熱介質(zhì)，因此即便是卸壓閥動(dòng)作，也只會(huì)有少量的換熱介質(zhì)蒸汽溢出，損 耗很少，也不會(huì)造成污染；另一方面，我們還可以設(shè)置容積可以變化的裝 置，比如像膠囊，甚至是活塞裝置，比如其結(jié)構(gòu)為一下部空間與內(nèi)膽連通， 上部開(kāi)放的活塞機(jī)構(gòu)，很容易就能達(dá)到容易可調(diào)，且壓力設(shè)置可以依據(jù)活 塞的重量和橫截面積來(lái)調(diào)整。因此，有了壓力調(diào)節(jié)裝置，使得本系統(tǒng)中的 換熱部分更安全。


下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖來(lái)具體闡明一下本實(shí)用新型的技術(shù)方案，是本領(lǐng) 域的技術(shù)人員更清楚地了解本實(shí)用新型。其中
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1中除集熱器外的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例2中除集熱器外的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3位本實(shí)用新型實(shí)施例1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、水箱，2、壓力調(diào)節(jié)卸荷閥，3、內(nèi)膽，4、散熱片，5、鎂 棒，6、電加熱裝置，7、進(jìn)液管，8、出液管，9、注液排氣管口， 10、腔 體，11、集熱器。
具體實(shí)施方式下面以示例性的描述來(lái)進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，不對(duì)本實(shí)
用新型的保護(hù)范圍作定性的限定，其技術(shù)特征的明顯變形方式和等同替代 方式均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
參照說(shuō)明書(shū)附圖1和2，本實(shí)施例封閉式分體自然循環(huán)太陽(yáng)能熱水系 統(tǒng)，在其水箱內(nèi)設(shè)置有用于熱交換的內(nèi)膽3，其通過(guò)進(jìn)液管7和出液管8 與集熱器11相連，所述內(nèi)膽與所述集熱器構(gòu)成封閉的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，其中內(nèi) 膽設(shè)置有壓力調(diào)整裝置，且其灌注循環(huán)介質(zhì)時(shí)，留出至少l/5的空間；所 述集熱器采用承壓式集熱器。對(duì)于換熱介質(zhì)，可以采用膨脹系數(shù)較小的， 且換熱效果較佳的丙二醇，在換熱水箱端的內(nèi)膽，由于水的降溫，溫度一 般會(huì)低于100攝氏度，因此留出1/5的空間基本上不會(huì)造成循環(huán)系統(tǒng)過(guò)壓。
進(jìn)一步地，對(duì)于所說(shuō)的壓力調(diào)整裝置優(yōu)選在所說(shuō)的內(nèi)膽上部設(shè)置一突 出所述水箱的注液排氣管口 9，在該注液排氣管口上設(shè)置有一壓力調(diào)節(jié)卸荷閥2?？紤]到上述循環(huán)系統(tǒng)過(guò)壓的可能性比較小，對(duì)于偶然出現(xiàn)的過(guò)壓 狀況，可以通過(guò)壓力調(diào)節(jié)卸荷閥釋放到過(guò)壓氣體即可。
對(duì)于目前的絕大多數(shù)承壓式集熱器，所述壓力調(diào)節(jié)卸荷閥在內(nèi)膽內(nèi)壓
力達(dá)到0. 3Mpa時(shí)卸壓完全可以滿(mǎn)足其承壓要求。
為了提高內(nèi)膽的換熱效果，所述內(nèi)膽表面設(shè)置有用于散熱的散熱片4， 以增加內(nèi)膽與水的接觸面積，也就是增加其散熱面積，從而提高換熱效率。 該內(nèi)膽結(jié)構(gòu)也可以是微波管狀結(jié)構(gòu)，無(wú)論哪種方式，最重要的是增加換熱 面積。
進(jìn)一步地，為了增大內(nèi)膽的表面積，該內(nèi)膽為多個(gè)底部連通的、內(nèi)部 為腔體的片狀體，在整體尺寸體積不便的情況下，可以大大增加其換熱面 積。
考慮到現(xiàn)在夏天氣溫很高，換熱介質(zhì)通常在夏天的溫度超過(guò)100攝氏 度，而現(xiàn)在流行的進(jìn)液管和排液管通常采用耐溫極限為99攝氏度的鋁塑 管，根本達(dá)不到使用要求，老化很快。因此，本實(shí)施例采用銅鋁復(fù)合管作 為進(jìn)液管和出液管，大大減少了日后的維護(hù)費(fèi)用。
當(dāng)然，考慮到北方冬天溫度較低，單憑集熱器富集熱量可能無(wú)法滿(mǎn)足 要求，因此，所述水箱內(nèi)進(jìn)一步的包括電加熱裝置6，在陽(yáng)光不充足的時(shí) 候，可以使用電加熱這一額外的加熱方式。當(dāng)然，該方案也可以像常規(guī)的 封閉式分體自然循環(huán)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)包含鎂棒5這類(lèi)常規(guī)的特征。
實(shí)施例2:
對(duì)于實(shí)施例1中的壓力調(diào)整裝置可以進(jìn)一步的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，可以采用設(shè) 置于所述內(nèi)膽上部、且與其連通的容積隨壓力變化的腔體10，該腔體我們 可以采用最簡(jiǎn)易的橡膠腔體，可以大大節(jié)約成本。
此外，對(duì)于容易隨壓力變化的腔體，亦可以采用其他的結(jié)構(gòu)，比如上 面提到的活塞機(jī)構(gòu)，設(shè)置壓力調(diào)整裝置的根本目的在于調(diào)整換熱系統(tǒng)的壓 力，防止系統(tǒng)過(guò)壓。
權(quán)利要求1.一種封閉式分體自然循環(huán)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，在其水箱內(nèi)設(shè)置有用于熱交換的內(nèi)膽(3)，其通過(guò)進(jìn)液管(7)和出液管(8)與集熱器(11)相連，其特征在于所述內(nèi)膽與所述集熱器構(gòu)成封閉的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，其中內(nèi)膽設(shè)置有壓力調(diào)整裝置，且其灌注循環(huán)介質(zhì)時(shí)，留出至少1/5的空間；所述集熱器采用承壓式集熱器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉式分體自然循環(huán)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，其 特征在于所述壓力調(diào)整裝置為在所說(shuō)的內(nèi)膽上部設(shè)置一突出所 述水箱的注液排氣管口 (9)，在該注液排氣管口上設(shè)置有一壓力調(diào)節(jié)卸荷閥(2)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的封閉式分體自然循環(huán)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，其 特征在于所述壓力調(diào)節(jié)卸荷閥在內(nèi)膽內(nèi)壓力達(dá)到0.3Mpa時(shí)卸 壓。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉式分體自然循環(huán)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，其特征在于所述壓力調(diào)整裝置為設(shè)置于所述內(nèi)膽上部、且與其連 通的容積隨壓力變化的腔體(10)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的封閉式分體自然循環(huán)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，其特征在于所述腔體為橡膠腔體。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的封閉式分體自然循環(huán)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，其特征在于所述內(nèi)膽表面設(shè)置有用于散熱的散熱片(4)，或者內(nèi)膽結(jié)構(gòu)為微波管狀結(jié)構(gòu)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的封閉式分體自然循環(huán)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，其特征在于所述內(nèi)膽為多個(gè)底部連通的、內(nèi)部為腔體的片狀體。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的封閉式分體自然循環(huán)太陽(yáng)能熱水 系統(tǒng)，其特征在于所述進(jìn)液管和出液管采用銅鋁復(fù)合管。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的封閉式分體自然循環(huán)太陽(yáng)能熱水 系統(tǒng)，其特征在于所述水箱內(nèi)進(jìn)一步的包括電加熱裝置(6)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種封閉式分體自然循環(huán)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。在其水箱內(nèi)設(shè)置有用于熱交換的內(nèi)膽，其通過(guò)進(jìn)液管和出液管與集熱器相連，所述內(nèi)膽與所述集熱器構(gòu)成封閉的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，其中內(nèi)膽設(shè)置有壓力調(diào)整裝置，且其灌注循環(huán)介質(zhì)時(shí)，留出至少1/5的空間；所述集熱器采用承壓式集熱器。本實(shí)用新型意在提供一種分體自然循環(huán)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，其換熱循環(huán)系統(tǒng)是封閉的，不會(huì)造成換熱介質(zhì)的損耗和因此帶來(lái)的熱量散失和后期的高維護(hù)率。
文檔編號(hào)F24J2/04GK201327205SQ20082022509
公開(kāi)日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2008年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月8日
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